基于PLC的地铁排水控制系统优秀（95分）毕业设计

重庆科技学院专科生毕业设计 系统硬件选型

叶轮结构：封闭式叶轮 叶轮数目：6 轴功率：2.4（kW） 结构原理：喷射泵 叶轮吸入方式：单吸式 扬程：20（m） 吸入口径：250（mm） 流量：327（m3/h） 汽蚀余量：3.5（m） 排出口径：250（mm） 规格：GD40-15 3.6 电机的选择

与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。

表3.3 Y90L-2 电机详细参数 型号 额定功率 额定转速 额定电流 效率 功率因数 堵转电流 堵转转矩 最大转矩 Y90L-2 2.2kw 2840r/min 4.7A 82% cosφ=0.86 7.0A 2.2 2.2 由于本系统仅控制电机的启停与工作状态的保持，只需让电机保持在额定功率的运行即可，故选用成本较低的鼠笼式三相异步电机。

3.7 接触器的选择

对于本系统，应该采用交流接触器，交流接触器主要由四部分组成:(1) 电磁系统，包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；(2)触头系统，包括三组主触头和一至两组常开、常闭辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的； (3)灭弧装置，一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头。

查新简明电工手册选择CJXIF-9型交流接触器 主要技术参数: ①额定电流:9A ②线圈控制电压：220V

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重庆科技学院专科生毕业设计 系统硬件选型

③可控电动机的最大功率4KW ④操作频率1000次/时 ⑤机械寿命150000次

3.8 继电器的选择

选择JZ7-62中间继电器

适用于交流50Hz或60Hz，交流电压至380V，直流电压至220V的控制电路中，用来控制各种电磁线圈，以使信号放大或将信号同时传递给有关控制元件。继电器符合GB14048.5-1993、IEC60947-5-1修正件No.1（1999）。

正常工作条件及安装条件 ① 海拔不超过2000M

② 周围空气温度上限值不超过40℃，下限值不低于-5℃。 ③ 空气的相对湿度不大于85% ④ 与垂直面的倾斜度不超过5° ⑤ 无显著摇动和冲击振动地方

⑥ 在无爆炸危险的介质中，且介质中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体和尘埃（包括导电尘埃）

结构特征

① 继电器的结构为开启型、空气电磁式，动作结构为直动式，产品躯壳用热固体性塑料制成，整个结构紧凑，使用方便。

② 继电器的触头系统为双断点桥式结构，分上、下两层排列，每层各装四对触点。

③ 为减轻继电器在闭合过程中的铁芯撞击和触头振动，铁芯采用弹性固定，有利于使用寿命的延长。继电器的接线端采用瓦型垫圈，接线方便可靠。

技术参数

型号 JZ7-62;额定电压交流380V;直流220V;消耗功率启动75V*A;吸持13V*A;操作频率1200次/H;外形尺寸/mm 60X52X9054X30/2-5。

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重庆科技学院专科生毕业设计 系统控制硬件设计

4 系统控制硬件设计

4.1 系统主电路

系统主电路的线路采用了三相四线制，三台电动机由KM1、KM2、KM3电动机有分别控制启动与停止，每台电动机配有过电流保护，防止因为电流过大而烧坏电动机。对于PLC部分则是由空气开关QF2来决定其是否启动，PLC采用的是24V直流电源，所以需要一个变压器进行变压，对于整个主回路，我设置了一个空气开关QF1，只有闭合了QF1方可以启动电动机，断开QF1，则整个主回路将关闭。具体电路图将附录一。

4.2 输入回路

对于输入回路，我采用了18个输入回路，通过18个按钮SB进行控制，通过这些输入回路按钮SB的打开与关闭，可以实现电动机的启动和停机，通过输入回路的状态监测，使其对输出回路进行控制，达到控制不同情况下水池的排水需求。在CAD的设计图纸上，我设计了3个输出回路图纸，具体图纸见附录一。

4.3 输出回路

对于输出回路，我设计了28输出，用来监测各种不同状态，通过输入回路给出的信号，我们可以对水位的高低进行监测，对四个水池的阀门进行打开和关闭，以此来保证水池的水位正常。在CAD的设计图纸上，我用了4个输出回路的图纸来进行绘制，图纸详见附录一。

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重庆科技学院专科生毕业设计 控制系统的程序设计

5 控制系统的程序设计

5.1 系统流程图设计

对于一个好的设计，必须要有流程图的设计，流程图的设计结构清晰，逻辑性强，便于描述，容易理解。对于流程图的设计的设计，我们应该遵循以下原则：

①对于有判断的语句，应该用菱形进行表示，且还应该有Y/N进行标明； ②所有的线段都要做到对整齐，应该用连接符连接，不使用线条连接，这样可以做到没有歪斜，线段之间连接需要到位，没有死循环。

对于本系统，我设计绘画了以下几个流程图：

①系统总流程图，通过总流程图可以初步了解本系统的工作过程和原理； ②启动程序流程图，通过自检来确保线路没有损坏，保证系统正常运行； ③排水控制流程图，对于本系统要求就是排水，通过排水控制系统，可以实现各种情况下不同水位的处理，保证系统正常运行；

④满水控制流程图，对于水池，总有部分时候会达到满水，这时候我们就应该讲多余进行处理，所以对于系统满水时，我们应该及时处理，避免污水发生外泄，通过满水控制系统，能够完美避免这类情况的发生；

⑤阀门控制流程图，为了保证污水及时得到处理，此系统中阀门则是最重要的，阀门的开关是否合理，直接影响污水处理的效果，通过阀门控制流程图，可以实现各个阀门有序的控制；

⑥定时报警控制流程图，对于任何一个系统，都需要一个精确的定时系统，才能准确无误的进行控制各种开关，在本系统中，通过定时控制流程图，可以实现电机的替换和故障时系统的关闭；

5.1.1系统的总流程图

对于系统的总流程图，应该反映整个系统的工作过程，对于本系统的设计，从系统总流程图可以看出系统具备以下功能：

①在系统上电后，会立即进行自检，在确保各个部分没有故障后，方可正常启动，一旦有部分出现故障，这应该自动启动故障处理程序，用指示灯进行指示并发出报警，由在场的工作人员断开电源，进行故障处理，处理完毕后再上电检测，确认各个部分没有问题后再启动系统；

②当没有人存在的情况下，系统出现了故障，系统设置一个自动关闭程序，用一个定时器进行定时，定时一定时间后自动关闭系统，保证仪器和设备的完好；

图5.1 系统的总流程图

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